[发明专利]一种全电推进立方体卫星

说明书

本发明公开了一种全电推进立方体卫星，包括卫星本体以及设在所述卫星本体上的主推力器，还包括第一辅助推力器、第二辅助推力器与第三辅助推力器；第一辅助推力器、第二辅助推力器与第三辅助推力器分别通过连杆机构与卫星本体相连；第一辅助推力器、第二辅助推力器与第三辅助推力器均为脉冲等离子体推力器。采用脉冲等离子体推力器，除了能补偿气动阻力外，还能替代传统反作用飞轮和磁力矩器，以此完成轨道变换、姿态调整等任务，具有更高的有效载荷、更低的成本、更长的寿命和更轻的质量。而且通过设置连杆机构增加辅助推力器的控制力矩，解决电推力器推力较小的问题，从而使立方星具有更小的整体尺寸，更高的精度和更短的响应时间。

技术领域

本发明涉卫星及技术领域，具体是一种全电推进立方体卫星。

背景技术

众所周知，我们处于一个被卫星包围的世界，不管是天气预报、地图导航、网络通讯、广播电视和资源探测都离不开天上持续运转的卫星星座和天基网络信息系统。人造卫星往往依靠具有巨大推力的多级火箭从地面发射升空。根据2019年Space X公司的猎鹰9号数据表明，一颗卫星包含研制，发射和运营的整体成本高达每公斤45000美元。因此，在保证卫星的正常执行任务的能力而尽可能减重，无疑可以极大的节省成本，减少发射负担，降低能源的消耗。因此，卫星的一个发展趋势就是朝小型化、轻量化和低能耗方向迈进。

近些年随着电推进系统的蓬勃发展，全电推进卫星平台逐渐从设想走向了现实。通常来说，采用高比冲的电推进系统来实现星箭分离后的轨道转移、入轨后的在轨位置保持、姿态控制及离轨等操作任务的卫星平台称为全电推进卫星平台。其能大大的减轻推进剂的携带量，增大有效载荷，降低发射成本，减少综合研制费用，具有更高的推进效率和更长的使用寿命，非常契合卫星小型化、轻量化和低能耗的发展趋势。但是全电推进卫星仍然存在三大难点：其一是电推力器推力较小，导致变轨需要较长的时间；其二是缺乏多方位的力矩，难以执行复杂的任务；其三是空间环境干扰易影响卫星正常工作，欠缺高效智能的电推推力器控制系统调整卫星的轨道和姿态。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种全电推进立方体卫星，有效节省卫星发射成本，增大有效载荷，提高任务执行能力，应用前景十分贴近当前微纳卫星“更小，更轻，更省，更环保”的设计需求。

为实现上述目的，本发明提供一种全电推进立方体卫星，包括卫星本体以及设在所述卫星本体上的主推力器，还包括第一辅助推力器、第二辅助推力器与第三辅助推力器；

所述第一辅助推力器、所述第二辅助推力器与所述第三辅助推力器分别通过连杆机构与所述卫星本体相连，以驱动所述卫星本体俯仰和/或偏航和/或滚转；

所述第一辅助推力器、所述第二辅助推力器与所述第三辅助推力器均为脉冲等离子体推力器。

在另一个实施例中，所述连杆机构包括第一连杆、第二连杆与第三连杆；

所述第一连杆的数量为两个且对称连接在所述卫星本体的上、下侧面，所述第一辅助推力器的数量为两个，两个所述第一辅助推力器分别设在两个所述第一连杆的末端，且所述第一辅助推力器的喷口朝向所述卫星本体的后方，以驱动所述卫星本体俯仰；

所述第二连杆的数量为两个且对称连接在所述卫星本体的左、右侧面，所述第二辅助推力器的数量为两个，两个所述第二辅助推力器分别设在两个所述第二连杆的末端，且所述第二辅助推力器的喷口朝向所述卫星本体的后方，以驱动所述卫星本体偏航；

所述第三杆的数量为两个且对称连接在所述卫星本体的左、右侧面，所述第三辅助推力器的数量为两个，两个所述第三辅助推力器分别设在两个所述第三连杆的末端，且所述第三辅助推力器的喷口朝向所述卫星本体的下方，以驱动所述卫星本体滚转。

在另一个实施例中，所述第一连杆的首端与所述卫星本体转动相连，所述第一连杆的转动轴与所述卫星本体的左、右方向平行；和/或